DE2903385A1

DE2903385A1 - Einrichtung fuer schiffsschrauben (propeller) zur wirkungsgradverbesserung (drallstrom-turbine)

Info

Publication number: DE2903385A1
Application number: DE19792903385
Authority: DE
Inventors: Albert Ing Grad Koch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-01-30
Filing date: 1979-01-30
Publication date: 1980-07-31

Description

Einrichtung für Schiffsschrauben (Propeller) zur Wirkungsgrad-
verbesserung ( = Drallstrom-Turbine) Die Schiffsschrauben sind als Antriebsmittel für Schiffe bekannt, sowie die Propeller als Antriebsmittel für Flugzeuge allgemein bekannt sind.
Bei Drehung der Schiffsschrauben wird ein Wasserstrahl erseugt,der in entgegengesetzter Fahrtrichtung des Schiffes strömt.
Am Flugzeug wird bei Drehung des Propeller das tieuiulml Luft nach hinten bewegt.
Die Schiffsschrauben und Propeller sind als Schnelläufer bevorzugte Antriebsmittel und haben jedoch den Nachteil, daß ein schlechter Wirkungsgrad gegeben ist, weil naturgemäß hinter der Schiffsschraube der wasserstrahl mit Drall behaftet ist und ebenfalls auch der Luftstrahl, der vom Propeller erzeugt wird, mit Drall behaftet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Drallenergie hinter den Schiffsschrauben und hinter den Propellern zu gewinnen und als 7erbesserung des Wirkungsgrades der Schiffschrauben und Propeller zu nutzen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei oder mehrere gebogene spiralartige Schaufeln (4) hinter der Schiffsschraube oder Propeller so angebracht werden, daß bei Drehung einer Schiffsschraube oder Propeller Wasser oder Luft aus dem äußeren Drallstrombereich (x) zu dem inneren Drallstrombereich (d) fließen muß, sodaß die Winkelgeschwindigkeit des Strömungsdralles (s) im inneren Drallstrombereich zunimmt und größer wird als die Winkelgeschewindigkeit der sich drehenden Schiffsschraube oder Propeller und hierdurch die beschleunigte Drallströmung auf die mit der Achswelle (2) verbundenen Schaufeln (6) eie Schaufelkraft bewirkt.
Die Übertragung der bewirkten Schaufelkwaft aus Drallströmung auf die Schiffsschraube oder Propeller geschieht dadurch, daß zwei oder mehrere gebogene spiralartig angeordnete Schaufeln (6) an dar verlängerten Achswelle (2) fest verbunden sind und somit mit der gleichen W Winkelgeschwindigkeit wie die Schiffsschraube oder Propeller drehen.
Die drehenden Schaufeln (6) sind so hinter den starren Schaufeln angeordnet, daß bei Fahrt des Schiffes z.B. die beschleunigte Draliströmung an den Schaufeln (6) aufprallen muß.
Durch die oben erwähnte Verbindung wird der Antrieb der Schiffsschraube oder Propeller motorisch unterstützt und der bisherige Wirkungsgrad von 60,v bis ?o;b' wird erhöht.
Die Anordnung von starren Schaufeln (4), wie auch von drehenden Schaufeln (6), läßt sich an der gleichen und verlängerten Achswelle (2) wiederholen, in dem jedoch die starren Schaufeln (4) im inneren Strömungsbereich (d) zu liegen kommen.
Fig.l zeigt die Seitenansicht eines Schiffsheckes mit Schiffsschraube und mit der Einrichtung zur Wirkungsgradverbesserung.
Fig. 2 und 3 sind Details der wig.l Die in Fig. 1-3 angeführten Nummern und Buchstaben haben folgende Bedeutung Nr. 1 = Achswelle einer Schiffsschraube 2 2 = Ver].ängerte Achswelle (1)- fest verbunden 3 = Schiffsschraube 4 = Gebogene spiralenartig angeordnete Schaufeln,starr bef.
5 Halterung zur Befestigung der Schaufeln (4) 6 =Schaufeln die mit der Achswelle verbunden sind S = Drallströmung D = Gesamter Drallstrombereich im Schnitt gesehen d = Innerer Drallstrombereich,aer durch Schaufeln (4) nicht erfaßt wird @ J jedoch von den Schaufeln(b-) x = Erfaßter Drallstrombereich von Schaufeln (4) y = Länge der Schaufeln (4) G = Gleichgang-Gel2nk und L = Drehlager Die Winkelgeschwindigkeit der Drallströmung nimmt im inneren Drallstrombereich (d) deshalb zu, weil die Strömungsmasse außen zuvor eine größere Umlaufgeschwindigkeit hatte als die Strömungsmasse innen.
Durch die spiralartige Anordnung der Schaufeln (4) geht ein geringer Teil von der Drallenergie verloren,aber eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Schiffsschrauben und Propeller wird trotzdem erziehlt.
Dieser erwähnte Verlust wird geringer wenn das Maß x kleiner gewählt wird.In diesem Falle sind dann mehrere entsprechend kleinere Leitschaufein (4) hintereinander starr anzubringen.
Eine Anwendung dieser Erfindung ist überall dort gegeben, wo Propeller verwendet werden, bezw.Drallströnung herscht.
Dies trifft unter anderem zu bei Propeller in Düsen, wie beim Flugzeug, Pumpen, Gebläse und Turbinen.
Die Halterungen (5) sind an der Zeichnung nur symbolisch dargestellt,denn diese müssen am Schiff z.3.sehr stabil sein damit bei. Seitenbewegungen des Schiffes Die Schaufeln (4) noch immer in ihrer Lage bleiben.
Zu den Halterungen könnte auch ein zusätzlicher Schutz zu den Halterungen am Schiff fest angebracht werden, der wie eine Düse um die Schaufeln (4) einen Schutz bietet.
Zwischen der eigentlichen Achswelle der Schiffsschraube(l) und der verlängerten Achswelle(2j kann eine Kupplung eingerichtet werden, wie auch die Einrichtung eines Kugelgelenks an der Achswelle(2) mit Drehlager (eins oder mehrere) zwischen den Schaufeln (6) und Schaufeln (4) möglich ist.
In Fi£. l bis 3 ist nur das Grundprinzip der sogenannten Drallstrom-Turbine dargestellt.
Die Befestigung der Drallstrom-Turbine als Wirkungsgradverbesserer der Schiffsschraube kann auch mittels Gelenken an der Schiffshalterung (5) erfolgen. Diese Gelenke.können die Möglichkeit bieten, daß wenn hinter der Schiffsschraube zwischen der achswelle 1 und 2 ein Gleichgang-Gelenk angebracht ist und die Achswelle 2 in Verbindug zur Halterung (5) gelagert ist, daß dann die Drallstrom-Turbine als Steuerruder mitverwertet werden kann. Es besteht ferner die Möglichkeit, daß die Drallstrom-Turbine wie eine Zugbrücke hochgezogen werden kann,um einer Auflaufgefahr vorzubeugen, wenn entsprechend Lager und Gelenke an Achswelle und Halterung angebracht -werden.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche: 1.Einrichtung (Drallstrom-Turbine) insbesondere für Schiffsschrauben und Propeller dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere gebogene spiralartig angeordnete Schaufeln (4) hinter der Schiffsschraube oder Propeller so angebracht werden, da ei Drehung einer Schiffsschraube oder Propeller Wasser odr Luft aus dem äußeren Drallstrombereich (x) , im Querschnitt gesehen, zu dem inneren Drallstrombereich (d) fließen muß, sodaß die winkelgeschwindigkeit des Strömung;sdralles (S) im inneren Drallstrombereich (d) zunimmt und größer wird al.s die Winkelgeschwindigkeit der sich drehenden Schiffsschraube oder Propeller und hierdurch die beschleunigte Drallströinung auf die mit der Achswelle (2) verbundenen Schaufeln (6) eine Schaufelkraft bewirkt.
2.Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere gebogene spiralartig angeordnete Schaufeln (6) an der verlängerten Achswelle (2) fest verbunden sind und somit mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Schiffsschrauben oder Propeller drehen.
3.Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet 1daß weitere starre Schaufeln (4) für kleineren Dralistrombereich (D),als zuvor, und auch drehende an der achswelle befestigte Schaufeln (6) für kleineren Drallstrombereich (d), als zuvor, hinter den bisherigen Schaufeln angebracht werden.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achswelle (2) mit ihren Schaufeln (6) mittels Gleichgang-Gelenk (G) hinter der Schiffsschraube oder Propeller mit der Achswelle(1) verbunden ist und die Achswelle(2) durch ein oder mehrere Drehlager (L) gehalten ist.